Khảo sát địa vật lý Geophysical survey là hệ thống các phương pháp được ứng dụng để nghiên cứu về các quá trình vật lý và tính chất vật lý củaTrái Đấtvà môi trường không gian xung quanh
Trang 1Các trang trong thể loại “Khảo sát”
Trang 2Mục lục
1.1 Các phương pháp địa vật lý 1
1.2 Phân nhóm theo môi trường thực hiện 2
1.3 Đối tượng nghiên cứu 2
1.4 am khảo 2
1.5 Liên kết ngoài 2
2 Khảo sát xây dựng 3 2.1 Những người làm khảo sát nổi tiếng 3
2.2 Xem thêm 4
2.3 am khảo 4
2.4 Liên kết ngoài 4
3 Cửa sông 5 3.1 Liên kết ngoài 6
3.2 am khảo 6
4 Dặm Anh 7 4.1 Mile nguyên thủy 7
4.2 Các loại mile 7
4.2.1 Hải lý 8
4.3 Những dặm khác 8
4.4 Xem thêm 9
4.5 am khảo 9
4.6 Liên kết ngoài 9
5 Địa í 10 5.1 am khảo 10
6 Địa vật lý máy bay 11 6.1 Các phương pháp Địa vật lý máy bay 11
6.2 Ứng dụng 11
6.2.1 Khảo sát địa chất tổng quát 12
6.2.2 Tìm kiếm phổ dụng 12
i
Trang 3ii MỤC LỤC
6.2.3 Khảo sát chuyên biệt 12
6.3 Địa vật lý máy bay tại Việt Nam 12
6.4 Đối tượng nghiên cứu 12
6.5 am khảo 12
6.6 Xem thêm 13
6.7 Liên kết ngoài 13
7 Đo sâu hồi âm 14 7.1 Kỹ thuật quan sát 14
7.2 ủy văn học 15
7.3 Ứng dụng 15
7.4 Đối tượng nghiên cứu 15
7.5 Xem thêm 15
7.6 am khảo 15
7.7 Liên kết ngoài 15
8 Góc phương vị 16 8.1 Chú thích 16
8.2 Liên kết ngoài 16
9 Hệ quy iếu 17 9.1 Cơ học cổ điển 17
9.1.1 Lực 17
9.2 uyết tương đối 18
9.2.1 uyết tương đối hẹp 18
9.2.2 uyết tương đối rộng 18
9.3 Xem thêm 18
9.4 am khảo 18
10 Hệ quy iếu quay 19 10.1 Liên hệ giữa hệ quy chiếu quay và hệ quy chiếu đứng yên 19
10.1.1 Liên hệ vị trí giữa 2 hệ quy chiếu 19
10.1.2 Đạo hàm theo thời gian của 2 hệ quy chiếu 19
10.1.3 Liên hệ vận tốc giữa 2 hệ quy chiếu 20
10.1.4 Liên hệ gia tốc giữa 2 hệ quy chiếu 20
10.1.5 Định luật 2 Newton cho 2 hệ quy chiếu 20
10.2 Lực quán tính ly tâm 20
10.3 Hiệu ứng Coriolis 21
10.4 Lực Euler 21
10.5 Xem thêm 21
10.6 am khảo 21
Trang 4MỤC LỤC iii
11.1 Điều hành 22
11.2 am khảo 22
11.3 Xem thêm 22
11.4 Liên kết ngoài 22
12 Kinh tuyến 23 12.1 Xem thêm 23
12.2 am khảo 24
12.3 Liên kết ngoài 24
13 Lưu lượng nước 25 13.1 am khảo 25
14 Máy kinh vĩ 26 14.1 am khảo 26
15 Máy toàn đạc 27 15.1 Các chế độ 27
15.1.1 Đo khoảng cách 27
15.1.2 Đo góc 27
15.1.3 Đo tọa độ 27
15.1.4 Xử lý dữ liệu 27
15.2 Ứng dụng 27
15.2.1 Khảo sát khai thác mỏ 27
15.2.2 Xây dựng công trình 27
15.3 Các hãng sản xuất 27
15.4 am khảo 27
16 Mẫu Anh 28 16.1 Hệ đo lường Anh 28
16.2 Hệ đo lường Mỹ 28
16.3 Xem thêm 28
16.4 am khảo 28
16.5 Liên kết ngoài 28
17 Mực nước 29 17.1 am khảo 29
18 Ống bọt nước 30 18.1 Nguyên lý 30
18.2 Lịch sử 30
18.3 Các dạng 31
18.4 Xem thêm 31
18.5 am khảo 31
Trang 5iv MỤC LỤC
18.6 Liên kết ngoài 31
19 Phép đạc tam giác 32 19.1 Nguyên tắc 32
19.2 am khảo 32
20 Phép quang trắc 33 20.1 Các phương pháp quang trắc 33
20.2 am khảo 34
21 Ellipsoid quy iếu 35 21.1 Các tham số ellipsoid Trái Đất 35
21.2 Tọa độ 35
21.3 Các ellipsoid quy chiếu lịch sử của Trái Đất 35
21.4 Ellipsoid quy chiếu cho các thiên thể 36
21.5 am khảo 36
21.6 Xem thêm 36
21.7 Liên kết ngoài 36
22 Sonar 37 22.1 Sonar chủ động 37
22.2 Sonar thụ động 38
22.3 Transponder 38
22.4 Ứng dụng quân sự 38
22.5 Ứng dụng dân sự 38
22.5.1 Dò tìm cá 38
22.5.2 Đo sâu hồi âm 38
22.6 Ứng dụng khoa học 39
22.6.1 Sonar quét sườn 39
22.6.2 Lập bản đồ địa hình vùng nước 39
22.7 Tác động của sonar đối với sinh vật biển 40
22.8 am khảo 40
22.9 Xem thêm 40
22.10 Liên kết ngoài 40
23 Sonar quét sườn 41 23.1 Nguyên lý hoạt động 41
23.2 Độ phân giải 41
23.3 Các dạng đầu đo 41
23.4 am khảo 42
23.5 Xem thêm 42
23.6 Liên kết ngoài 42
Trang 6MỤC LỤC v
24.1 Tổng quan 43
24.2 Phân loại ảnh trong viễn thám 43
24.3 Phạm vi ứng dụng của ảnh viễn thám 43
24.4 Xem thêm 44
24.5 am khảo 44
24.6 Liên kết ngoài 44
25 Xã khảo sát 45 25.1 Lịch sử 45
25.2 So sánh Xã khảo sát và xã dân sự 45
25.3 Xem thêm 45
25.4 am khảo 45
25.5 Nguồn, người đóng góp, và giấy phép cho văn bản và hình ảnh 47
25.5.1 Văn bản 47
25.5.2 Hình ảnh 48
25.5.3 Giấy phép nội dung 50
Trang 7Chương 1
Khảo sát địa vật lý
Đo từ đường bộ kiểu gradient thẳng đứng bằng máy đo từ
Geometrics Cesium G-858 hai đầu thu tại một vị trí khảo cổ tại
Montana, USA.
Khảo sát địa vật lý (Geophysical survey) là hệ thống
các phương pháp được ứng dụng để nghiên cứu về các
quá trình vật lý và tính chất vật lý củaTrái Đấtvà môi
trường không gian xung quanh của nó.Địa vật lýcó
nhiều ứng dụng trongkhoa học Trái Đất, hải dương
học, khí tượng học, địa chất học, tìm kiếm thăm dò
khoáng sản,địa chất công trình,khảo cổ học,…
Địa vật lý có hai phân ngành, là:
• Vật lý Địa cầu: ực hiện các quan sát các trường
và hiện tượng vật lý trên mặt đất, trênbiển, đại
dươngvà trong không gianvũ trụquanhTrái Đất,
để phục vụ nghiên cứu cơ bản về hành tinhvà
những dự báo tương lai các hiện tượng
• Địa vật lý ăm dò: Sử dụng các phương phápđịa
vật lýđể nghiên cứuđịa chất, tìm kiếmdầu khí,
khoáng sản,nước ngầm,nước khoáng,địa nhiệt,
địa chất công trình,địa chất môi trường-tai biến
tự nhiên, khảo sát di tíchkhảo cổ, tìmvật chưa nổ(UXO),…
1.1 Các phương pháp địa vật lý
Có thể xếp như dưới đây, nhưng còn tranh cãi:[1][2]
• Địa ấn - âm học:
• Động đất,
• Địa chấn phản xạ(Seismic Reflection),
• Địa chấn nông phân giải cao (HighResolution Seismic),
• Địa chấn khúc xạ(Refraction),
• Địa chấn chiếu sóng(Tomography)[3],
• Địa chấn mặt cắt thẳng đứng (VerticalSeismic Profiling, VSP),
• Sonar,
• Vi địa chấn(Microtremor)[4],
• í nghiệm địa chấn(Seismic Test)
• Trọng lực:ăm dò trọng lực kể cả đo gradienttrường
• Từ trường:
• ăm dò từkể cả đo gradient trường,
• Cổ địa từ (lịch sử từ trường trái đất,Paleomagnetism)
Trang 82 CHƯƠNG 1 KHẢO SÁT ĐỊA VẬT LÝ
• Điện từ miền thời gian (Time-Domain
Electromagnetics, TDEM),
• Điện từ Tellur(Magnetotellurics),
• Đo sâu cộng hưởng từ(Magnetic Resonance
Sounding, MRS)[6],
• Radar quét (Ground Penetrating Radar,
GPR)[7]
• Phóng xạ: Một số nhà địa vật lý coi ăm dò
Phóng xạ chỉ là một dạng công cụ, không phải là
phương pháp địa vật lý thực thụ, thể hiện ở số văn
liệu về phương pháp này không nhiều
• Đo tổng gamma tự nhiên,
• Đo phổ gamma tự nhiên,
• Đo gamma-gamma,
• Đo kích hoạt Neutron,
• Đo hơi Radon.
• Địa nhiệt: Đo nhiệt độ trong đất đá để xác định
nguồn phát nhiệt
• Viễn thám (Remote Sensing), bao gồm cả Hình
ảnh siêu phổ (Hyperspectral).
• Địa ấn điện(Seismoelectrical): ít dùng
1.2 Phân nhóm theo môi trường
thực hiện
eo đặc thù của môi trường thực hiện, tương ứng là sự
khác nhau trong phương cách kỹ thuật và chế tạo thiết
bị quan sát đo đạc, có thể chia ra:
• Địa vật lý mặt đất: ực hiện quan sát đo đạc trên
mặt đất, còn gọi là đo đường bộ Các đo đạc trong
hầm lò cũng được xếp vào đây
• Địa vật lý hố khoan(Borehole Geophysics, còn
gọi là Well Logging): ực hiện quan sát đo đạc
tronghố khoan
• Địa vật lý máy bay(Airborne Geophysics): ực
hiện quan sát đo đạc bằng các loạimáy baycỡ nhỏ:
máy bay cánh quạt, trực thăng,thiết bị bay không
người lái(hayUAV)
• Địa vật lý biển(Marine Geophysics): ực hiện
quan sát đo đạc trênvùng nước, từsông hồ đến
thềm lục địa, biển, đại dươngbằng các loại tàu
thuyền
• Đo trongvũ trụ: ực hiện quan sát đo đạc trên
tàu vũ trụ
Trong Vật lý Địa cầuthường thực hiện các quan sát
trên mặt đất,biển,đại dươngvàvũ trụ Một số thiết bị
đo đạc có thể đặt trong các hầm lò khai thác sâu trong
lòng đất, hay trong các hố khoan cực sâu thuộc các dự
án khảo sát cơ bản lòng đất, nhưng không nhiều
1.3 Đối tượng nghiên cứu
E (1990) Applied geophysics Cambridge UniversityPress.ISBN 978-0-521-33938-4
[3] Deen T., Gohlz K Case History 3-D tomographicseismic inversion of a paleochannel system in centralNew South Wales, Australia Geophysics, Vol 67, No 5(Sep-Oct 2002); P 1364–1371
[4] Ling S., Horita J., Noguchi S Estimation of ShallowS-Wave Velocity Structure by Using High PrecisionSurface Wave Prospecting and Microtremor SurveyMethod Proceedings, 13th World Conference onEarthquake Engineering, Vancouver, B.C., Canada,August 1-6, 2004, Paper No 1445
[5] Induced Polarization Environmental Geophysics U.S.Environmental Protection Agency, 2011 Truy cập 19Nov 2014
[6] Yaramanci U., Lange G., Knödel K Surface NMR within
a geophysical study of an aquifer at Haldensleben(Germany) Geophysical Prospecting, 1999, 47, 923–943[7] Annan A.P Ground Penetrating Radar WorkshopNotes Sensors & Soware Inc., Ontario, Canada, 2001
1.5 Liên kết ngoài
Trang 9Chương 2
Khảo sát xây dựng
Một nhóm người làm khảo sát
Các thiết bị đo đạc 1728
Khảo sát xây dựng gồm có khảo sátđịa hình, khảo sát
địa chấtcông trình, khảo sátđịa chất thủy văn, khảo
sát hiện trạng công trình và các công việc khảo sát
khác phục vụ cho hoạt động xây dựng để nâng cao chất
lượng công trình
Khảo sát địa hình là bước đầu tiên, tại đó các kỹ sư khảosát thu thập các yếu tố về địa hình, địa vật, thể hiện lênbản vẽ theo tỉ lệ với độ chi tiết cần thiết Sản phẩm củakhảo sát địa hình là bản đồ địa hình, mô hình số (TIN)địa hình
Phương pháp khảo sát địa hình rất đa dạng, bao gồmcác phương pháp chính như: ảnh vệ tinh, ảnh hàngkhông, quét láser mặt đất, đo vẽ mặt đất bằng các máy
đo đạc
Ở Việt nam, dịch vụ khảo sát địa hình khá phát triển,nhưng nhìn chung chất lượng sản phẩm và dịch vụkhông đồng đều
2.1 Những người làm khảo sát nổi tiếng
• Benjamin Banneker
• Len Beadell
• Daniel Boone
• AdmiralJohn Bossler
• William Austin Burt
• CaptainJames Cook
Trang 104 CHƯƠNG 2 KHẢO SÁT XÂY DỰNG
• Carl Friedrich Gauss
• Per Ivar Gjengedal
• ColonelWilliam Light
• Sir Alexander Mackenzie
• Charles MasonvàJeremiah Dixon
• National Geodetic Survey
• National Society of Professional Surveyors
• National Council of Examiners for
Engineering and Surveying
• UK Ordnance Survey
• www.resurvey.org
• U.S Geological Survey
• International Federation of Surveyors
• Spatial Sciences Institute (Australia)
• Royal Institution of Chartered Surveyors
(UK & GB)
• e Survey Association (UK)
• Alberta Land Surveyors Association for a
Trang 11Chương 3
Cửa sông
Minh họa cửa sông
Cửa sông là nơi dòng sông chảy ra và đổ vào biển hoặc
hồ lớn
eo Xamoilov I.B (1952), các vùng cửa sông (Устья
рек) gồm hai loại cơ bản là châu thổ (Дельта – delta)
và vùng cửa sông hình phễu (Эстуарий - Estuary)[1]
Pritchard (1967) có một định nghĩa riêng cho vùng cửa
sông hình phễu – estuary: “đó là một thuỷ vực nửa kín
ven bờ thông với biển khơi, trong đó có sự hoà trộn
nhất định giữa nước biển và nước ngọt đưa đến từ lục
địa”[2]
Đến nay, vùng cửa sông hình phễu (estuary) được hiểu
là một vùng hạ lưu sông bị ngập chìm không đền bù
trầm tích và ở đó thuỷ triều thường có vai trò quan
trọng (gốc từ Latin aestus là thủy triều) Những Estuary
điển hình của thế giới gồm: Xen, Jironda (Pháp), ame,
Mersey (Anh), Rein, Maas (Hà Lan), Potomac (Hoa kỳ)
v.v[3]
Châu thổ là thuật ngữ do Herodotus (485 – 425 trước
CN) đưa ra để mô tả hình dạng tam giác của vùng
cửa sông Nil, nó được tạo ra tại vùng cửa sông, nơi
tốc độ bồi tụ vượt tốc độ bào mòn, xâm thực do sóng,
thuỷ triều và dòng chảy Châu thổ được phân loại
thành: châu thổ sông thống trị như Mississippi, Hoàng
Hà, Pô, Đanup v.v.; châu thổ sóng thống trị như Nil,
Rone, Sanfrancisco, Xêngan, Nigeria v.v.; châu thổ triều
thống trị, ví dụ Mê Kông, Trường Giang, Ganga –
Brachmaputra v.v[3]
Về địa lý học và sinh thái học vùng cửa sông nói chungđược dùng với từ estuarine zone hay estuarine area(Устья рек), có thể gồm một hoặc một số cửa sôngnhánh (river mouths) Ví dụ, vùng (cửa sông) châu thổ
Mê Kông (delta) có tới 9 cửa sông (river mouths) Vùngcửa sông hình phễu Bạch Đằng (estuary) có 3 cửa sông(river mouths - Cửa Cấm, Nam Triệu và Lạch Huyện).Cửa sông tạo ra sự chuyển đới giữa môi trường của sông
và môi trường của biển và cả hai đều có khả năng ảnhhưởng đến thành phần của biển như thủy triều, sóng và
độ mặn của nước Nó còn ảnh hưởng đến thành phầncủa sông như sức chảy của nước sạch và trầm tích Với
sự tiếp xúc của cả hai loại nước, nước biển và nước sông(thường là nước sạch không mặn) do đó vùng cửa sôngcung cấp một nguồn chất dinh dưỡng cao trong nước
và trầm tích Điều này đã làm cho cửa sông trở thànhmột trong những nơi có môi trường sống tự nhiên sinhsôi nhất trên thế giới.[4]
Đa số các cửa sông hiện nay được hình thành trong thếHolocentrong biển tiến sau băng hà lần cuối cùng làmngập các thung lũng ven bờ từ khoảng 10.000-12.000năm về trước.[5] Cửa sông thường được phân loại tùytheo đặc trưng của địa mạo hoặc sự lưu thông của nướcdưới một quá trình nhất định nào đó Do đó cửa sôngcòn có thể gọi bằng nhiều cái tên khác nhau tùy theođặc thù của nó
Cửa sông là một trong những môi trường sinh tháiđông đảo nhất trên thế giới Nó chứa tới khoảng 60%các sinh vật trên toàn thế giới Do đó cửa sông đang bịảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như sự đóng cặn do quátrình mòn đất, là hậu quả của phá hoại rừng hay gặm
cỏ bừa bãi của gia súc hoặc những cách trồng cây hạiđất Đánh bắt cá quá mức, hệ thống cống rãnh dơ bẩnđều có thể làm ảnh hưởng tới hệ sinh thái của cửa sông.Nếu như có quá nhiều chất dinh dưỡng từ nước cống
và phân của động vật thì sẽ làm sinh sôi nảy nở nhữngthực vật có hại cho vùng nước đó Những thực vật cóhại có thể lấy hết oxygen và cá sẽ không đủ oxygen đểsống Các loại chất độc hai như các chất kim loại nặng,nuclit phóng xạ,PCB, hydrocarbon Đê cũng nắm vaitrò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến cửa sông.[5]
5
Trang 126 CHƯƠNG 3 CỬA SÔNG
3.1 Liên kết ngoài
• Animated documentary on Chesapeake Bay
NOAA
• “Habitats: Estuaries - Characteristics” www.onr
navy.mil Truy cập ngày 17 tháng 11 năm 2009
• e Estuary Guide (Based on experience and R&D
within the UK) Kiểm tra giá trị ngày tháng trong:
|accessdate= (trợ giúp)
3.2 Tham khảo
[1] Самойлов И.Б., 1952 устья рек Географиз Мос
стр.1-526
[2] Pritchard, D W (1967) “What is an estuary: physical
viewpoint” Trong Lauf, G H Estuaries A.A.A.S Publ.
83 Washington, DC tr 3–5.
[3] http://i1.rgstatic.net/publication/258627850_Cc_
thu_vc_ven_b_bin_Vit_Nam_-_Coastal_bodies_of_
water_in_Vietnam/links/00463528b8260bf99d000000/
smallpreview.png (1 tháng 3 năm 2007) “Các thuỷ
vực ven bờ biển Việt Nam - Coastal bodies of water
in Vietnam” ResearchGate Truy cập 29 tháng 9 năm
2015
[4] McLusky, D S.; Ellio, M (2004) e Estuarine
Ecosystem: Ecology, reats and Management New York:
Oxford University Press.ISBN 0-19-852508-7
[5] Wolanski, E (2007) Estuarine Ecohydrology.
Amsterdam: Elsevier.ISBN 978-0-444-53066-0
Trang 13Chương 4
Dặm Anh
Mile (dặm Anh đôi khi được gọi tắt là dặm, tuy nhiên
cũng nên phân biệt với một đơn vị đo lường cổ được
người Việt và người Hoa sử dụng cũng được gọi là dặm)
là mộtđơn vị chiều dài, thường được dùng để đokhoảng
cách, trong một số hệ thống đo lường khác nhau, trong
đó cóHệ đo lường Anh,Hệ đo lường Mỹvàmil của Na
Uy/ụy Điển Chiều dài của mỗi hệ chênh lệch nhau,
nhưng nói chung là hơn 1kmvà dưới 3 km Trong các
ngữ cảnhtiếng Anhhiện nay mile có thể là:
• Dặm pháp định bằng 5.280feet(khoảng 1.609m),
hoặc 63360inch
• Hải lý (nautical mile) bằng chính xác 1.852 m
(khoảng 6.076feet)
Có nhiều cách viết tắt cho mile: mi, ml, m, M.NISThiện
nay sử dụng và đề nghị cách viết tắt “mi”, nhưngdặm
trên giờthường được viết ngắn lại là “mph”, “m.p.h.”
hoặc “MPH” thay vì “mi/h”
4.1 Mile nguyên thủy
Đơn vị khoảng cách gọi là mile được sử dụng lần đầu
bởi những ngườiLa Mãđể chỉ một khoảng cách là 1000
pace (bước chạy) (1 pace là 2 step - hay bước đi, 1000
pace trongtiếng Latinlà mille passus) hoặc 5000 feet
La Mã, và tương ứng với khoảng 1480 mét, hoặc 1618
yard hiện đại[1]
Định nghĩa hiện nay của một mile là 5.280 feet (chứ
không phải 5000 như thời La Mã) Tỷ lệ này có từthế
kỷ 13, và sau được xác nhận bởi quy định pháp luật
dưới triều đại Nữ hoàng Elizabeth I Việc điều chỉnh
chiều dài của mile là để thích ứng vớirod, một đơn vị
chiều dài nằm trong các văn bản pháp luật cổ của Anh
(xem thảo luận vềfurlong)
4.2 Các loại mile
Trong cách dùng ngày nay, có nhiều khoảng cách khác
nhau được định nghĩa là mile.
Nó bắt nguồn từĐạo luậtcủa nghị viện Anh vào năm
1592 dưới thời trị vì củaElizabeth I của Anh Luật nàyđịnh nghĩa Mile pháp định là 5.280 feet hoặc 1.760yard; hoặc 63.360 inch Lý do xuất hiện những con
số khá bất quy tắc này là do 5280 feet tạo thành từtámfurlong(chiều dài vết xe tạo ra trước khi ngựa đổi
hướng, furlong = furrow (vết xe) + long (dài)) Đến lượt
1 furlong bằng 10 chain (xích) (xích của viên thanh tra,được dùng cho đến khi dụng cụ đo bằnglaserthay thế);một chain bằng 22 yard và một yard bằng 3 feet, do đóthành ra là 5280 feet 22 yard cũng là chiều dài của sânthi đấu môncricket, một trò chơi bắt nguồn từ Anh vàvẫn còn được chơi ở một số nước trước đây là một phầncủaĐế quốc Anh
Trước khi có đạo luật của nghị viện Anh thì chiều dài
của mile chưa thống nhất Mile của ngườiIrelandbằng
2240 yard (6720 ) và mile của người Scotland, đượcgọi làMile Hoàng giaởEdinburg, là khoảng cách từLâu đài đến Cung điện Holyroodhouse, và bằng 1976yard (5928 ) Ở Anh, một dặm La Mã bằng 5.000 feetcũng thường được dùng, một chiều dài không chẵn chofurlong và yard (5000 = 1666 2/3 yard) Vào nhữngnăm 1500, sự đo đạc bản đồ chính xác đã bắt đầu phổbiến, như bản đồ Các Hạt ở nước Anh của Saxton Do
đó, một dặm tiêu chuẩn trở thành vấn đề quan trọnghơn bao giờ hết, đã dẫn đến Đạo luật Nghị viện Nócũng liên quan đến khả năng thu thuế, vì một chuẩn
đo thống nhất trên toàn quốc sẽ là cần thiết để tránhnhững tranh cãi trong từng vùng về chiều dài và diệntích
• Ngày nay, dặm pháp định quốc tế đã được thống
nhất trên khắp thế giới Mile được định nghĩa
chính xác là 1.760yardquốc tế (bằng 0,9144 m) và
do đó bằng chính xác 1.609,344 mét (hay 1,609344
km) Một kilômét bằng 0,621371192 dặm Mile này
cũng được dùng ở Hoa Kỳvà Vương quốc Liênhiệp Anh và Bắc Irelandnhư một phần củaHệ đolường MỹvàHệ đo lường Anh Các thành phầncủa dặm pháp định quốc tế cũng giống như Đạoluật Nghị viện Anh vào năm 1592, đó là 8furlong,
80chainhoặc 5.280feetquốc tế
• Tất cả sự chuyển đổi sang hệ mét đều theo một
thỏa thuận quốc tế được tạo ra vào năm 1960,
7
Trang 148 CHƯƠNG 4 DẶM ANH
đó là một inch bằng chính xác 25,4 milimét (2,54
xentimét) Có 12 inch trong một foot và tất cả các
sự chuyển đổi từ feet sang mét (và ngược lại) đều
theo chuẩn đó
• Dặm khảo sát Hoa Kỳ dựa trên một inch được
định nghĩa chính xác là 1 mét = 39,37 inch Mile
này đo được 5.280 feet khảo sát của Mỹ, hoặc xấp
xỉ 1.609,347 mét Vì vậy dặm quốc tế chênh lệch
với dặm khảo sát với tỷ lệ 1 dặm pháp định: 0,999
998 dặm khảo sát Dặm khảo sát được dùng trong
Hệ thống Khảo sát Đất đai Công cộngcủa Hoa Kỳ
4.2.1 Hải lý
β
B A
C
α
c
Sự hữu ích của hải lý
Mỗi vòng tròn là một vòng tròn lớn – tương tự như một đường
thẳng trong lượng giác cầu – và do đó là đường thẳng ngắn nhất
nối liền hai điểm trên bề mặt cầu.
Hải lý hay Dặm biển (nautical mile) trước đây được
định nghĩa bằng chiều dài góc 1phút củacung kinh
tuyến(hoặc là bất kỳvòng tròn lớnnào) củaTrái Đất
Mặc dù khoảng cách này thay đổi tùy vào vĩ độ của
kinh tuyến (hoặc vòng tròn lớn) nơi đang sử dụng,
trung bình nó khoảng 6.076 feet (khoảng 1852mhoặc
1,15dặm pháp định)
Hải lý trên giờ có tên làknot(tiếng Việt gọi là gút hay
nút)
Những người đi biển sử dụng com-pa để “bước đi” trên
đường thẳng nối giữa hai điểm cần đo, sau đó đặt
com-pa mở vào thước đo độ vĩ ở góc bản đồ, từ đó đọc được
khoảng cách tính theo hải lý Vì ngày nay ta biết rằng
Trái Đất hìnhellipsoidchứ không phảihình cầu, nên
cách tính khoảng cách hải lý như thế sẽ khác nhau khi
thay đổi từ xích đạolên các địa cực Ví dụ, sử dụngWGS84 Ellipsoid, Mô hình Trái Đất được chấp nhậnphổ biến hiện nay, 1 phút vĩ độ tại xích đạo WGS84 là6.087 feet và tại địa cực là 6.067 feet
Ở Mỹ, một hải lý được định nghĩa vào thế kỷ thứ 19 là
6.080,2 feet (1.853,249 m), trong khi ở Anh Hải lý Hải
quân được định nghĩa là 6.080 feet (hay 1.853,184 m),
tương đương với 1 phút độ vĩ theo các vĩ tuyến ở phíaNam nước Anh Những nước khác có những định nghĩakhác về hải lý, nhưng hiện nay nó đã được định nghĩatrên toàn thế giới là bằng chính xác 1.852 mét
• Hải lý hầu như được sử dụng trên toàn thế giới khi
du hành bằng đường hàng không, hàng hải, và cáclĩnh vực liên quan đến hàng hải vì mối liên hệ của
nó với độ và phút của độ vĩ và khả năng sử dụngthước đo tỷ lệ vĩ độ của bản đồ để đo khoảng cách
• Một thuật ngữ khác - dặm biển - vẫn còn được sử
dụng cho khoảng cách của một phút độ vĩ
4.3 Những dặm khác
• Dặm La mã (tiếng Latin: mille passus, số nhiều milia passuum), bằng 1000 bước kép (passus, số nhiều passūs) mỗi bước bằng 5 feet La Mã (pēs, số nhiều pedēs) Chiều dài của nó là 5.000 feet La Mã,
khoảng gần chính xác 1500 m
• Dặm Đan Mạ(tiếng Đan Mạch: mil) bằng với
7.532 mét (hoặc 24.000 feet Đan Mạch hay 12.000alen)
• Dặm dữ liệuđược dùng trong các vật thể liên quanđếnradarvà bằng 6.000feet(1,8288kilômét)
• Dặm Hà Lan (dặm “Hollandic”) bằng xấp xỉ một
phần mười chínđộ(~5,8kilômét)
• Dặm Hà Lan (hay dặm “Netherlandic”) bằng chính
xác 1kilôméttrong Hệ Mét của Hà Lan 1820-1870
• uật ngữDặm Metricđược dùng trong thể thaonhư mônđiền kinhvà trượt băng tốc độ để chỉkhoảng cách là 1,5kilômét Ở các giải thi đấu ởcấp phổ thông ở Mỹ, thuật ngữ này đôi khi đượcdùng cho một cuộc đua dài 1,6 kilômét
Trang 154.5 THAM KHẢO 9
• mil của Na Uy/ụy Điển(dặm ụy Điển, hiện
được dùng ởNa Uyvàụy Điển) được định nghĩa
bằng 10kilôméttừ ngày1 tháng 1năm1889, khi
hệ mét được giới thiệu tại ụy Điển mil, đơn
vị tồn tại trước khi hệ mét ra đời, trước đây có
tên là rast, nghĩa là ngừng, nghỉ, dài khoảng 11,3
kilômét ở Na Uy (xem Dặm dài ở dưới) và 10.688,54
mét ở ụy Điển, đại diện cho khoảng cách thích
hợp giữa hai chặng nghỉ khi đi bộ Trong các tình
huống thông thường và không chính xác liên quan
đến những khoảng cách dài hơn vài cây số, theo
một quy định, mil được dùng thay vì kilômét Nó
cũng được dùng phổ biến để đo mức tiêu thụ nhiên
liệu của xe cộ;líttrên mil có nghĩa là số lít nhiên
liệu tiêu thụ trên mỗi 10 kilômét
• Dặm Ba Lan gần bằng dặm Hà Lan.
• Dặm Scotlandbằng 1.976,5yard(1,807.3116m)
• Dặm dài, được sử dụng trước đây bởi ngườiNa Uy,
ụy ĐiểnvàHungary, gần bằng một dặm Đức
rưỡi hoặc khoảng 11 kilômét
• Đơn vị tương ứng củaPhần Lan,virsta, là 1068,8
m Mười virsta tạo thành một peninkulma (có
nghĩa là “tầm nghe của chó săn”, khoảng cách xa
nhất có thể nghe được tiếng sủa của chó trong
không khí), 10,688km Ngày nay peninkulma để
chỉ 10 km trong cách dùng thông dụng của Phần
Lan (giống như mil trong cách dùng của Na Uy và
ụy Điển)
• Dặm của người bơi là 1500 mét hoặc 30 vòng trong
một hồ 25 mét Nó có thể chuyển đổi (thô) thành
1650 yard trong hồ nước 25 yard (33 vòng), khoảng
cách chuẩn trong các cuộc thi Liên trường Đại học
ở Hoa Kỳ
• Dặm quốc gia được sử dụng thông tục để chỉ một
khoảng cách rất dài
4.4 Xem thêm
• Đo khối lượng và chiều dài cổ
• Dãy Fibonacciứng dụng: chuyển đổi sang kilômét
et al (xuất bản lần đầu vào1703)
[1] Smith, Dictionary of Greek and Roman Antiquities,trang 762
4.6 Liên kết ngoài
• Bảng Đơn vị Đo lường Chung NIST
• Đổi đơn vị trực tuyến
• Hải lý ở Freeport, New York
• Đổi dặm sang km
Trang 16Chương 5
Địa chí
Địa í hay địa phương í là thể loạisáchghi chép,biên soạn, giới thiệu về địa lý, lịch sử, phong tục, nhânvật, sản vật, kinh tế, văn hoá… của một địa phương(làng, xã, huyện, tỉnh, thành phố…), ví dụ nhưDư địa chí(1435) của Nguyễn Trãi hayGia Định thành thông chícủa Trịnh Hoài Đức
5.1 Tham khảo
10
Trang 17Chương 6
Địa vật lý máy bay
Địa vật lý máy bay, còn gọi là Địa vật lý hàng không
(Airborne Geophysics) là một lĩnh vực củaĐịa vật lý
thăm dò, dùng máy baylàm phương tiện để bay đo
các trườngĐịa vật lýtrên đất liền hoặc trênthềm lục
địa, nhằm nghiên cứuthạch-thủy quyển Nó được ứng
dụng trong khảo sátđịa chấttổng quát, trong tìm kiếm
khoáng sản,dầu khí, kim loại, quặng chấtphóng xạ,
nước ngầm nước khoáng,…
Địa vật lý máy bay dùng các loạimáy baynhỏ, từ loại
cánh cố định,trực thăngđếnmáy bay không người lái
(Unmanned Aerial Vehicle, UAV) Các đường bay đo bố
trí thành mạng lưới trùm lên vùng khảo sát Số liệu địa
vật lý cùng với số liệu định vị (hay định tọa độ, hiện
dùngGPS) và cameraghi hình bề mặt đất dọc đường
bay, được lưu trữ vàocơ sở dữ liệu Sau đó số liệu được
xử lý, phân tích, giải đoán để thu được các thông tin
về môi trườngthạch-thủy quyển Nếu phát hiện được
dị thường(Anomaly) thì có thể thực hiện kiểm tra trên
mặt đất tại vị trí được xác định bằng tọa độ và đối chiếu
hình ảnh từcameraghi hình với thực địa
Máy bay AN-2 của VASCO phục vụ đo địa vật lý ở Việt Nam
6.1 Các phương pháp Địa vật lý
máy bay
1 Từ trường: Đo từ trường tự nhiên (Từ trường Trái
Đất) bằng các máy đo từ máy bay, ví dụ máy
Scintrex CS-VL Cesium Magnetometer
2 Trọng lực: Đo trườngtrọng lựcbằng cácmáy đo
trọng lựcmáy bay,[1] ví dụ máyScintrex
TAGS-6 Dynamic Gravity Meter, hay Micro-g LaCosteAir-Sea System II Gravity Meter (Mỹ)[2]
3 Xạ phổ gamma tự nhiên: Đo phổphóng xạ gamma
tự nhiên (γ) với các kênhori(),Urani(U) vàKali(K) bằng các máy đo phổ gamma máy bay,
ví dụ máy RS-500 Advanced Digital Gamma-RaySpectrometer.[3]
4 Cảm ứng sóng dài vô tuyến: Còn gọi là đo VLF
(tiếng Anh: Very Low Frequency), đo trường cảmứng do sóng của dải sóng dài vô tuyến tạo ra trongcác lớp đất đá
5 Điện từ: Đo trường cảm ứng do nguồn phát đặt
cùng trong hệ thống bay tạo ra trong các lớp đấtđá
Đo đạc trong địa vật lý máy bay thực hiện bằng các
máy đo địa vật lý của phương pháp tương ứng, nhưng chế riêng thành biến thể đo trên máy bay Có thể dùng
các biến thể này để đo trên mặt đất hay ô tô, nhưng gầnnhư không dùng được các biến thể chế cho đo đường
bộ lên máy bay
Khảo sát với InView UAV.
6.2 Ứng dụng
11
Trang 1812 CHƯƠNG 6 ĐỊA VẬT LÝ MÁY BAY
6.2.1 Khảo sát địa chất tổng quát
Trong khảo sátđịa chấttổng quát và trong hỗ trợ tìm
dầu khí, thực hiện đotừ trườngvà đôi khi cùng đotrọng
lực, dùng máy bay cánh cố định bay nhanh ở độ cao cỡ
100-300m Giải đoán tài liệu sẽ cho ra các địa khối, các
đứt gãylớn Tại Việt Nam, năm 1964 đotừ trườngmáy
bay đã phát hiệnmỏ sắt ạch Khê(tỉnh Hà Tĩnh) ở
dạng khối đá từ tính bị phủ bởi đất cát ven biển[4]
6.2.2 Tìm kiếm phổ dụng
Trong vẽbản đồ địa chấtvà tìm kiếmkhoáng sảnở độ
sâu nhỏ (50 m trở lại), thì thực hiện đotừ trường, xạ
phổ gamma tự nhiên, và đôi khi đo Cảm ứng sóng dài
vô tuyến VLF ường dùngmáy baycánh cố định hoặc
trực thăng, bay đo chậm ở độ cao không quá 75 m so
với mặt đất Đo phổ gamma tự nhiên có các kênh báo
hàm lượng Uran, ori và Kali, giúp cho phân chia đất
đá và phát hiện bản chất quặng chấtphóng xạnếu bắt
gặp
Tại các nước phát triển thì địa vật lý máy bay được ứng
dụng phổ biến, vì nó cho phép thi công cực nhanh Sử
dụngtrực thăngcỡ nhỏ để bay đo ở độ cao vài mét, địa
vật lý máy bay ứng dụng cả trong khảo sátđịa chất môi
trườngvàtai biến tự nhiên, tìmvật chưa nổ(UXO)…
Đo trọng lực bằng trực thăng cũng được sử dụng
trongquân sựđể dò tìm công trình ngầm nhưđường
hầm,hầm cố thủ(bunker),… như hệ thống dò tìm do
Lockheed Martinnghiên cứu và phát triển.[5]
Đo điện từ miền thời gian TDEM bằng trực thăng
6.2.3 Khảo sát chuyên biệt
Trong nỗ lực phát triển tự động hóa đo đạc, người ta cố
gắng lắp đặt các máy đođịa vật lýkhả dĩ lênmáy bay
Hiện có hai hướng chính là:
1 Đo cảm ứng điện từ, với vòng dây phát trường
đủ lớn, để nghiên cứu sâu đến 150m, phục vụtìm kiếm khoáng sản, nước ngầm, khảo sát môitrường,…[6][7]
2 Dùng máy bay không người lái(UAV) để đo từtrường và/hoặc Xạ phổ gamma
6.3 Địa vật lý máy bay tại Việt Nam
Tại miền bắc Việt Nam đo địa vật lý máy bay bắt đầunăm 1961, do các chuyên gia và phi côngLiên Xôđóngvai trò chính trong hoạt động của Đoàn Địa chất 35thuộccục Địa chất và Khoáng sản Đến năm 1964 đãhoàn thành bay khảo sát từ hàng không tỷ lệ 1/200.000toàn miền Bắc Việt Nam Một trong các kết quả quan
trọng là đã phát hiện mỏ sắt lớn ạch Khê (tỉnh Hà
Tĩnh)[4][8]ở dạng khối đá nhiễm từ bị phủ bởi đất cátven biển Tại miền nam Việt Nam, Hải quân Mỹ đã đảmnhận bay đo trên đất liền vàthềm lục địanăm 1964-1966
Năm 1970 cục Địa chất và Khoáng sảnthành lập lạiđơn vị thực hiện đo địa vật lý máy bay, với phiên hiệuĐoàn 65, từ 1990 có tên "Đoàn Địa vật lý hàng không”,
là đơn vị thành viên của Liên đoàn Vật lý Địa chất
[9] Kết quả bay đo đến năm 1992 đã hoàn thành baykhảo sát từ hàng không trên toàn miền Nam Việt Nam,năm 1998 đã biên tập và xuất bản bản đồ từ trườngvùng đất liền và ven bờ biển ở tỷ lệ 1/1000.000 Cácbay đo từ trường và phóng xạ phổ gamma thực hiện ở
tỷ lệ 1/25.000 trên các vùng có triển vọng khoáng sản.Kết quả đã phục vụ điều tra địa chất, phát hiện những
mỏ quan trọng như sắt Nà Rụa (Cao Bằng), urani KheHoa - Khe Cao (ảng Nam), vàng (Sơn Hoà, Xã Lát,Xuân Sơn, Trà Bu, Sơ Tang…), sắt và đồng-niken ở ấtKhê (Cao bằng), sắt và chì-kẽm ở ượng Giáp (Tuyên
ang) và hàng loạt các mỏ sa khoáng ilmenit ven bờbiển[8] Bay đo thực hiện bằng máy bayAN-2doCông
ty bay dịch vụ hàng khôngVASCO, và trước đây là đơn
vị tiền bối của họ trong quân đội, thực hiện Tuy nhiênphi công Việt Nam chưa đảm đương được việc bay ở độcao không quá 75 m trên vùng núi, nên phải thuê phicông nước ngoài lái
6.4 Đối tượng nghiên cứu
Trang 196.7 LIÊN KẾT NGOÀI 13
Ltd., 2010 Truy cập 18 Feb 2015
[2] Air-Sea System II Gravity Meter.Micro-g LaCoste, 2014
Truy cập 18 Feb 2015
[3] RS-500 Advanced Digital Gamma-Ray Spectrometer
Radiation Solutions Inc Brochure Truy cập 01 Apr
2015
[4] Vẫn mông lung số phận đại dự án sắt ạch Khê
VnEconomy Online, 30/3/2014 Truy cập 20/11/2016
[5] Using Gravity to Detect Underground reats
Lockheed Martin Publication, 2010 Truy cập 18 Feb
2015
[6] Sørensen K I., Auken E SkyTEM – a New
High-Resolution Helicopter Transient Electromagnetic
System Exploration Geophysics (2004) 35, 191-199
[7] “Airborne Electromagnetics” Truy cập 15 tháng 2 năm
2015
[8] Liên đoàn Vật lý Địa chất, 40 năm xây dựng và
phát triển Liên đoàn Vật lý Địa chất, 2007 Truy cập
Trang 20Chương 7
Đo sâu hồi âm
Reference water surface
Transmitted and returned acoustic pulse
Measured depth is function of:
• pulse travel time (t)
• pulse velocity in water (v)
Lược đồ hoạt động đo sâu hồi âm
Đo sâu hồi âm (Echo sounding) là một loạiSonar công
suấtnhỏ, dùng cho xác định độ sâu nước, bằng cách
phát xungsiêu âmvào nước và thu nhận tín hiệuphản
xạtừ đáy nước, từ đó xác định ra độ sâu
Đo sâu hồi âm được sử dụng trên các tàu thuyền cần
đến xác định độ sâu đáy nước ở vùng nước nông như
sông hồ, biển ven bờ, ven đảo hayrạn san hô,… Chúng
phục vụ trong quân sự, trong nghiên cứu thủy văn,
nghiên cứu biển hay sông hồ, và cả mục đích dân sự
đơn thuần là tìm luồng lạch để di chuyển
Trước khi có các hệ đo lường quốc tế như hệ SI, ở một
số quốc gia thì đo độ sâu vùng nước thường tính bằng
sải (fathom) nên máy còn có tên là máy đo sải nước
(fathometer)
7.1 Kỹ thuật quan sát
Máy đo sâu hồi âm là máySonar chủ độngcông suất
nhỏ ông thường các đầu phát-thu được gắn cạnh tàu
thuyền sao cho khi gặp sóng nước thì không lộ ra, phát
sóng từ gần mặt nước
Tín hiệu từ đầu thu được theo dõi liên tục, hiện trên
màn hình trượt hoặc in băng ghi giấy nhiệt, ở dạng một
đường ghi có mã hóa cường độ tín hiệu theo thang độ
Minh họa đo sâu hồi âm đa tia (multibeam echosounder).
Máy đo sâu hồi âm hai tia Teledyne Odom MkIII
xám hoặc thang màu Băng ghi như vậy hiện ra hìnhảnh mặt cắt hồi âm dọc hành trình Trong trường hợpthuận lợi có thể hiện ra được những ranh giới hay dịvật trong lớp bùn đáy
Độ sâu đối tượng được tính bằng một nửa thời gian
phản xạsóng nhân vớitốc độ âm thanh trong nước, vào
cỡ 1450 m/s, hoặc làm tròn là 1500 m/s Trong nghiêncứu thủy văn thì để có độ sâu chính xác hơn cần đo tốc
14
Trang 217.5 XEM THÊM 15
độ này, hoặc tính từ quan hệ tốc độ với độ mặn và nhiệt
độ.[1]
7.2 Thủy văn học
Trong nghiên cứuthủy văn học, việc xác định đáy nước
cần chi tiết hơn là dò đường Máy đo hồi âm kỹ thuật
cũng phức tạp hơn, phục vụ đo độ sâu (bathymetry) và
xác định cả trạng thái đáy nước, như là đá cứng, dị vật,
cát, bùn hay thảm thực vật Độ cao đáy biển và trạng
thái đáy là thông tin cần có để lậpBản đồ địa hìnhtrên
vùng biển, hoặc vùng nước nói chung
Máy sử dụng đa tia đa tần Về nguyên lý làm việc một số
máy gần như dạngSonar quét sườn(Side Scan Sonar)
Những máy này làm việc ở hai tần số: tần số thấp 24
hoặc 33 kHz, và tần số cao cỡ 200 kHz Xung được phát
đồng thời, và sự khác nhau về tần số đủ lớn để mạch
xử lý tín hiệu tách được chúng với nhau Tần số 200
kHz dùng cho nghiên cứu chi tiết, phân giải cao đến độ
sâu 100 m Tần số thấp dùng cho độ sâu lớn hơn, trong
nghiên cứu biển sâu và đại dương, nhằm tránh sự hấp
thụ của nước đối với dao động tần cao trên khoảng cách
lớn
Sự khác nhau giữa sử dụng đo sâu hồi âm 1 tia và 2 tia sóng
7.3 Ứng dụng
Các yêu cầu chính xác của máy đo âm vang thủy văn
được xác định theo tiêu chuẩn của Tổ chức ủy văn
[1] Technical Guides - Speed of Sound in Sea-Water
National Physical Laboratory, 2011 Truy cập 11 Mar2015
[2] International Hydrographic Bureau (tháng 2 năm 2008)
“IHO Standards for Hydrographic Surveys”(PDF) (5thEdition)
7.7 Liên kết ngoài
1 Hướng dẫn vận hành máy đo sâu hồi âm trên diễnđàn Bảo đảm an toàn hàng hải Việt Nam:http://bda.edu.vn/
2 Hướng dẫn máy đo sâu trên diễn đàn trắc địahttp://www.diendantracdia.com/threads/837/
Trang 22Chương 8
Góc phương vị
azimuth - góc phương vị
Góc phương vị (tiếng Anh: azimuth/ˈæzɪməθ/, từ tiếng
Ả Rập " " as-sumūt, nghĩa là “các phương hướng”)
là một góc đo trong hệ thống định vị cầu Như hình bên,góc phương vị là góc giữa vector bắc (N) và ảnh chiếuvuông góc của ngôi sao xuống đường chân trời.[1]
Trang 23Chương 9
Hệ quy chiếu
Trongcơ học, hệ quy iếu là mộthệ tọa độ, dựa vào
đó vị trí của mọi điểm trên các vật thể và vị trí của các
vật thể khác được xác định, đồng thời có một đồng hồ
đothời gianđể xác định thời điểm của các sự kiện
Cùng một sự kiện vật lý, khi ta thay đổi hệ quy chiếu
thì vị trí và thời gian xảy ra sẽ khác nhau
9.1 Cơ học cổ điển
Khi thay đổi hệ quy chiếu thì việc ghi nhận thời gian và
vị trí sẽ thay đổi Tuy nhiên, chênh lệch thời gian giữa
các sự kiện trong cơ học cổ điển là “bất biến”, không
phụ thuộc vào hệ quy chiếu ời gian trong cơ học cổ
điển được gọi là thời gian tuyệt đối Cũng vậy, khoảng
cách giữa các điểm trong không gian của cơ học cổ điển
không thay đổi với sự biến đổi hệ quy chiếu
Việc thay đổi ghi nhận về vị trí trong cơ học cổ điển dẫn
đến việcvận tốc,gia tốc,động lượngvà các loạilựchay
đại lượng vật lý phụ thuộc vào vận tốc hay vị trí mang
“tính tương đối” dưới phép biến đổi hệ quy chiếu Đặc
biệt, tính tương đối của lực trước biến đổi hệ quy chiếu
có thể giúp phân loại lực và hệ quy chiếu ra làm hai
Các lực mà vật thể chịu tác động có thể không phụ
thuộc vào hệ quy chiếu (ví dụ như lực chỉ phụ thuộc
vào khoảng cách, một đại lượng không thay đổi khi hệ
quy chiếu thay đổi) hoặc có phụ thuộc vào hệ quy chiếu
(ví dụ nhưlực từ, phụ thuộc vào vận tốc các hạt mang
điện)
Có thể phân loại lực ra làm hai theo tính chất tương đối
của chúng Các lực mà không phụ thuộc vào biến đổi
hệ quy chiếu, hoặc không bao giờ biến mất dưới phép
biến đổi hệ quy chiếu đều có thể quy về cáclực cơ bản
Các lực mà phụ thuộc biến đổi hệ quy chiếu và luôn
tìm được hệ quy chiếu mà lực này biến mất gọi làlực
quán tính
Hệ quy chiếu trongcơ học cổ điểncũng được phân ra
hai loại, hệ quy chiếuquán tínhvà hệ quy chiếu phi
quán tính
Hệ quy iếu quán tính được định nghĩa là hệ quy
chiếu trong đó không xuất hiệnlực quán tính(Có một
định nghĩa khác: Hệ quy iếu quán tính là hệ quy
chiếu mà trong đó chuyển động của hạt tự do (hạtkhông chịu tác động của lực nào) là chuyển động thẳngđều.) Điều này có nghĩa là mọi lựctác động lên cácvật thể trong hệ quy chiếu này đều có thể quy về cáclực cơ bản eođịnh luật thứ nhất của Newton khikhông bao hàm lực quán tính, một vật trong hệ quychiếu quán tính sẽ giữ nguyên trạng thái đứng yên haychuyển động thẳng đều khi tổng các lực cơ bản tácdụng lên vật bằng không Tương tựđịnh luật thứ haicủa Newtonhay các định luật cơ học khác, khi chỉ baohàmlực cơ bản, sẽ chỉ đúng trong hệ quy chiếu quántính, nơi không có lực quán tính Một định nghĩa khác,không dựa vào định nghĩa của lực quán tính, đượcLevLandauđưa ra[1]là:
Hệ quy chiếu quán tính là hệ quy chiếu mô
tả không gian và thời gian một cách đồng nhất , đẳng hướng , và không phụ thuộc vào thời gian.
Hệ quy iếu phi quán tính là hệ quy chiếu có xuất
hiệnlực quán tính Trong cơ học cổ điển, chúng là các
hệ quy chiếu chuyển động cógia tốcso với hệ quy chiếuquán tính Trong hệ quy chiếu này dạng của cácđịnhluật cơ học cổ điểnchỉ chứa các lực cơ bản có thể thayđổi so với trong các hệ quy chiếu quán tính, do có thêmlực quán tính Các định luật cơ học bao gồm cả lực quántính sẽ không cần thay đổi
Trong cơ học cổ điển, một hệ quy chiếuchuyển độngkhông có gia tốc (thẳng đều hoặc đứng yên) so vớimột hệ quy chiếu quán tính khác thì cũng sẽ là hệ quychiếu quán tính.Nguyên lý Galileophát biểu trong cơhọc cổ điển coi mọi hiện tượng cơ học đều xảy ra nhưnhau trong các hệ quy chiếuquán tính Sau nàyAlbertEinsteinmở rộng tính chất này và cho rằng tất cả cácquá trìnhvật lýđều xảy ra như nhau trong hệ quy chiếuquán tính(lý thuyết tương đối hẹp) rồi rộng hơn nữa
là mọi quá trìnhvật lýđều xảy ra như nhau trong mọi
hệ quy chiếu (lý thuyết tương đối rộng)
Trong thực tế hầu như không có một hệ quy chiếu nàogắn với các vật thể là hệ quy chiếuquán tínhhoàn toàn
17
Trang 2418 CHƯƠNG 9 HỆ QUY CHIẾU
cả do mọi vật thể đều chuyển động có gia tốc so với
nhau Hệ quy chiếu gắn vớiTrái Đấtcũng không phải
là hệ quy chiếu quán tính thực sự Ví dụ,trọng lượng
biểu kiếncủa mọi vật trênTrái Đấtcũng thay đổi do
sự chuyển động quay củaTrái Đất ông thường một
vật ở xích đạo sẽ nhẹ hơn vật ở hai cực 0.35%, dolực ly
tâmtrong hệ quy chiếu quay của bề mặt Trái Đất tại
xích đạo Tuy nhiên, ta có thể xem là hệ quy chiếu này
là gầnquán tínhnếu cáclực quán tínhlà rất nhỏ so với
cáclựckhác
9.2 Thuyết tương đối
Trongthuyết tương đối, việc thay đổi hệ quy chiếu làm
chênh lệch thời gian giữa các sự kiện và khoảng cách
giữa các điểm có thể thay đổi Không gian và thời gian
không bị tách rời nhau mà nhập thành một khái niệm
duy nhất không-thời gian Khái niệm “khoảng cách”
được mở rộng cho không-thời gian để nó bất biến trước
phép biến đổi hệ quy chiếu
9.2.1 Thuyết tương đối hẹp
Xem thêm tại Lý thuyết tương đối hẹp
9.2.2 Thuyết tương đối rộng
Xem thêm tại Lý thuyết tương đối rộng
Trang 25Chương 10
Hệ quy chiếu quay
Hệ quy iếu quay là mộthệ quy chiếuphi quán tính
quay so với mộthệ quy chiếu quán tính Ví dụ về hệ
quy chiếu quay có thể thấy được hằng ngày là bề mặt
Trái Đất
10.1 Liên hệ giữa hệ quy chiếu
quay và hệ quy chiếu đứng yên
Sau đây là các phép toán chứng minh các công thức
vềgia tốcvà cáclực ảo trong hệ quy chiếu quay Bắt
đầu với mối quan hệ giữatọa độtrong 2hệ quy chiếu
Sau đó, khi lấyđạo hàmtheothời giansẽ xuất hiện các
công thức liên hệ giữavận tốcvàgia tốctrong 2hệ quy
chiếu Sử dụng cácgia tốcnày so sánh vớiđịnh luật 2
Newtonsẽ xác định được cáclực ảo
10.1.1 Liên hệ vị trí giữa 2 hệ quy chiếu
Để chứng minh được các lực ảo này, sẽ thuận tiện
hơn khi đặttọa độ chất điểmở hệ quy chiếu quay là
(x ′ , y ′ , z ′)và ởhệ quy chiếuquán tính có cùng gốc tọa
độ là (x, y, z) Nếu hệ quy chiếu quay quay quanh trục
zvớivận tốc gócΩvà 2hệ quy chiếunày trùng nhau
ở thời điểm t = 0 thìtọa độtronghệ quy chiếuquán
tính có thể được viết như sau:
Kết quả này có thể nhận được bởi mộtma trậnquay
Các vectơ⃗ı, ⃗ȷ, ⃗k là cácvectơ đơn vịtrong hệ quy chiếu
quay Vàđạo hàmtheothời giancủa cácvectơnày sẽ
được chứng minh sau đây Giả sử 2 hệ quy chiếu trùng
nhau ở t = 0 và trục z là trục quay Với chiều quay theo chiều ngược kim hồng hồ với góc quay là Ωt ta có:
⃗ı(t) = ( cos Ωt, sin Ωt) với các thành phần (x, y) được thể hiện ởhệ quy chiếuquán tính Tương tự:
⃗ ȷ(t) = ( − sin Ωt, cos Ωt).
Đạo hàmtheothời giancủa các vectơ này là:
d
dt ⃗ı(t) = Ω( − sin Ωt, cos Ωt) = Ω⃗ȷ d
10.1.2 Đạo hàm theo thời gian của 2 hệ quy
chiếu
Bây giờ, sự quay sẽ được tổng quát Nếu hệ quy chiếuquay quay vớitốc độ gócΩquanh một trục Ω thì vớimỗivectơ⃗ ucủa hệ quy chiếu quay đều tuân thủ theophương trình sau:
Trang 2620 CHƯƠNG 10 HỆ QUY CHIẾU QUAY
r là sự thay đổi của ⃗ f quan sát được trong hệ
quy chiếu quay Chúng ta có thể viết tắt nó như sau:
)
r + ⃗Ω×
]
⃗
f
10.1.3 Liên hệ vận tốc giữa 2 hệ quy chiếu
Vận tốccủa một vật làđạo hàmtheo thời gianvị trícủa
vật đó, hay là
⃗ def= d⃗ r
dt
Đạo hàmtheo thời gian của một vị trí⃗ r(t) trong hệ
quy chiếu quay có hai thành phần, một là phụ thuộc
thời gian do chuyển động của hạt, còn lại là do chuyển
động quay của hệ quy chiếu Áp dụng kết quả của phần
trước cho độ dời ⃗r(t) ,vận tốctrong 2hệ quy chiếuliên
hệ với nhau theo phương trình:
nhỏ tức là trong hệ quy chiếu quay
10.1.4 Liên hệ gia tốc giữa 2 hệ quy chiếu
Gia tốclàđạo hàmbậc 2 củavị trí, hay làđạo hàmbậc
rlàgia tốcthấy được trong hệ quy chiếu
quay, số hạng−⃗Ω × (⃗Ω × ⃗r) biểu diễnlực quán tính ly
tâm, và số hạng−2⃗Ω × ⃗vrlàhiệu ứng Coriolis
10.1.5 Định luật 2 Newton cho 2 hệ quy
chiếu
Khi nhân biểu thứcgia tốc cho khối lượngcủa chấtđiểm, 3 số hạng thêm vào ở bên phải tạo nên cáclực ảotrong hệ quy chiếu quay, là những lực xuất hiện trongmột hệ quy chiếu phi quán tính, chứ không phải là từnhững tương tác của các vật
Sử dụngđịnh luật 2 NewtonF = m⃗a ⃗ , ta có:
• Lực Coriolis
⃗ FCoriolis=−2m⃗Ω × ⃗vr
• Lực quán tính ly tâm
⃗ Fcentrif ugal=−m⃗Ω × (⃗Ω × ⃗r)
• vàLực Euler
⃗ FEuler=−m d⃗Ω
dt × ⃗r với m làkhối lượngcủa vật bị tác dụng của cáclực ảonày Chú ý rằng 3 lực này sẽ biến mất khi hệ quy chiếu
không quay, đó là khi ⃗Ω = ⃗0.
Gọigia tốctronghệ quy chiếuquán tính của vật a idotác động của các ngoạilựcFimp Áp dụngđịnh luật 2Newtonta có:
⃗ Fimp = m⃗a i
Định luật 2 Newtontrong hệ quy chiếu quay được viếtđầy đủ như sau:
⃗
Fr = ⃗ Fimp + ⃗ Fcentrif ugal + ⃗ FCoriolis + ⃗ FEuler = m⃗a r.
10.2 Lực quán tính ly tâm
Bài chi tiết:Lực ly tâm
Trongcơ học cổ điển,lực quán tính ly tâmlà mộtlựchướng ra ngoài liên quan đến sự quay.Lực quán tính
ly tâmlà một trong một vàilực ảo(còn gọi là lực quántính) Khác với lực thật, nó không có nguồn gốc là sựtương tác của các vật thể ay vào đó, lực quán tính
ly tâm có nguồn gốc từ sự quay của hệ quy chiếu màchúng ta đang khảo sát
Trang 2710.6 THAM KHẢO 21
10.3 Hiệu ứng Coriolis
Bài chi tiết:Hiệu ứng Coriolis
Các biểu thức toán học củalực Coriolisxuất hiện vào
năm 1835 bởi một nhà khoa học người Pháp
Gaspard-Gustave Corioliskhi nghiên cứu vềcơ học chất lưu, và
cũng xuất hiện trước đó trong các phương trình thủy
triều củaPierre-Simon Laplacenăm 1778 Đầu thế kỷ
20,lực Coriolisbắt đầu được sử dụng trongkhí tượng
học
Có lẽTrái Đấtlà hệ quy chiếu quay quen thuộc nhất
đối với chúng ta Vật chuyển động trên bề mặt Trái Đất
phải chịulực Coriolis, và cong về phía bên phải khi ở
Bắc Bán Cầu, và về phía bên trái khi ở Nam Bán Cầu
Chuyển động củakhông khítrongkhí quyểnvà nước
ởđại dươnglà các ví dụ điển hình của hiện tượng này:
chúng không chuyển động trực tiếp từ vùng có áp cao
đến vùng có áp thấp, mà gió và các dòng chảy có xu
hướng cong về phía bên phải khi ở phía bắcXích đạo,
và cong về phía bên trái khi ở phía Nam Hiệu ứng này
trả lời cho sự xoáy của các con lốc lớn
10.4 Lực Euler
Trong cơ học cổ điển, gia tốc Euler (đặt tên theo
Leonhard Euler), cũng có thể biết đến như là gia tốc
phương vị hay gia tốc ngang, là một loạigia tốcxuất
hiện khi một hệ quy chiếu quay không đều được sử
dụng để khảo sát chuyển động và có sự biến đổi vận
tốc góc của trục hệ quy chiếu
Lực Eulerlà 1lực ảotác dụng lên 1 vật có liên quan đến
gia tốc Euler bởi công thức F = ma, với a là gia tốc Euler
và m là khối lượng của vật
Trang 28Chương 11
Hiệp hội Trắc địa Quốc tế
Hiệp hội Trắc địa ốc tế, viết tắt là FIG (tiếng Phápː
Fédération Internationale des Géomètres) là một tổ
chức phi chính phủ quốc tế, đượcLiên Hiệp ốccông
nhận, hoạt động trong các nghiệp vụ đo đạc, bản đồ,
viễn thám, quản lý đất đai và các ngành khác liên quan
như định giá đất, thủy văn…[1]
FIG được thành lập như là một tổ chức nghề nghiệp
năm 1878[1], là thành viên liên hiệp khoa học củaHội
đồng Khoa học ốc tế(ICSU)[2] Năm 2012 FIG có 106
thành viên liên kết, từ 88 quốc gia và vùng lãnh thổ
Ban điều hành FIG hiện đặt tại Kalvebod Brygge 31-33,
Copenhagen, Đan Mạch
11.1 Điều hành
FIG họp đại hội 4 năm một nhiệm kỳ theo hình thức
"Đại hội FIG” Hàng năm FIG tổ chức các “tuần làm
việc” - Working Week hoặc hội thảo khoa học vùng
- regional conferences[3]
Đại hội bầu ra Hội đồng điều hành với nhiệm kỳ 4 năm,
trong đó 2 phó chủ tịch được bầu lệch 2 năm để hoạt
động thuận lợi và được kế thừa các nhiệm vụ của Hội
[3]
11.2 Tham khảo
[1] FIG About Us Truy cập 01 Mai 2015
[2] ICSU - Scientific Associates list.Truy cập 01 Mai 2015
[3] FIG Organisation Truy cập 01 Mai 2016
[4] FIG Events Truy cập 01 Mai 2016